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Jens Schwamborns Hirnorganoide helfen bei der Wirkstoffsuche f\u00fcr Corona-Medikamente<\/p> Jens Schwamborns Hirnorganoide helfen bei der Wirkstoffsuche f\u00fcr Corona-Medikamente<\/p>
Neurobiologe Prof. Jens Schwamborn entwickelt Mini-Gehirne. Was sich zun\u00e4chst nach einem Science Fiction-Film anh\u00f6rt, ist l\u00e4ngst Realit\u00e4t in den Forschungslabors von OrganoTherapeutics, dem Unternehmen, das Jens Schwamborn gemeinsam mit seinem Kollegen Javier Jarazo als Ableger der University of Luxembourg \/ Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) im Jahr 2019 gegr\u00fcndet hat. Hier werden in vitro Hirnorganoide, eben jene Mini-Gehirne, aus menschlichen Stammzellen entwickelt, urspr\u00fcnglich mit dem Ziel, bei der Entwicklung und Erforschung neuer wirksamer Medikamente gegen Parkinson zu helfen. Wie sich herausstellte, k\u00f6nnen die Hirnorganoiden allerdings auch im Kampf gegen SARS-CoV2 einen wertvollen Beitrag leisten, indem an ihnen statt Parkinson eine Covid 19-Infektion dargestellt wird. Auf diese Weise l\u00e4sst sich an den Mini-Brains erforschen, wie SARS-CoV2 das menschliche Hirn angreift und welche Wirkstoffe dabei helfen k\u00f6nnen, dies zu verhindern. Ein Grund, um Jens Schwamborn einmal eingehender zu seiner Arbeit zu befragen:<\/p>
– Was genau sind Hirnorganoiden?<\/p>
– Wie greift SARS-CoV2 den menschlichen K\u00f6rper an?<\/p>
– Warum k\u00f6nnen die Mini-Brains die Covid-Forschung unterst\u00fctzen?<\/p>
– Wie werden die Hirnorganoiden zur SARS-Cov2-Forschung eingesetzt?<\/p>
– Was ist Drug Repurposing?<\/p>
WAS GENAU SIND HIRNORGANOIDEN?<\/p>
Der Fokus von Jens Schwamborns Forschung gilt der Entwicklung neuer Therapiem\u00f6glichkeiten, die ein krankheitsbedingtes Absterben von Nervenzellen und Nervenfasern verhindern k\u00f6nnen. Auf diese Weise k\u00f6nnte der Verlauf bestimmter Krankheiten verlangsamt oder im Idealfall sogar ganz aufgehalten werden, was die Lebensqualit\u00e4t Betroffener erheblich erh\u00f6hen k\u00f6nnte. Jens Schwamborns Idee ist es, mit seiner Forschung direkt an den Nervenzellen anzusetzen. Dazu werden Patienten lebende Hautzellen entnommen, was keine besonders schmerzhafte oder unangenehme Prozedur darstellt. Die haupts\u00e4chliche Forschung von OrganoTherapeutics besch\u00e4ftigt sich auf Parkinson-Patienten, was bedeutet, dass die entnommenen Hautzellen die genetischen Informationen welche zur Parkinson-Krankheit gehoeren in sich tragen. Auf diese Weise l\u00e4sst sich zwar kein vollst\u00e4ndiges menschliches Gehirn nachbauen, betont Jens Schwamborn, doch lassen sich aus den Stammzellen Nervenzellen entwickeln, die in ihrer Struktur jenen aenhlich sind, die in einem vollst\u00e4ndigen Gehirn vorkommen. Daher l\u00e4sst sich an diesen Hirnorganoiden testen, ob und wie bestimmte Wirkstoffe in der Lage sind, jene Sch\u00e4den zu verhindern, die Parkinson im Nervensystem anrichtet.<\/p>
WIE GREIFT SARS-COV2 DEN MENSCHLICHEN K\u00d6RPER AN?<\/p>
Damit Wirkstoffe zu Medikamenten entwickelt werden k\u00f6nnen, muss zun\u00e4chst die Krankheit selbst verstanden werden, erl\u00e4utert Jens Schwamborn. SARS-Cov2-Infizierte zeigen h\u00e4ufig Ver\u00e4nderungen im Gehirn und am Nervensystem, die nahelegen, dass Covid am zentralen Nervensystem und im Gehirn Sch\u00e4den verursachen kann. Autopsien von an SARS-CoV2 verstorbenen Personen best\u00e4tigten dies. Oft wird auch Darm, Nieren und Leber befallen, was sich in der Symptomatik meist nicht gravierend auswirkt, was jedoch zeigt, dass das Virus f\u00e4hig ist, bestimmte Arten von Zellen und Gewebe zu infizieren und sich dort zu vermehren. Vor allem bei Patienten mit Bluthochdruck, Herzerkrankungen und Diabetes k\u00f6nnen hier betroffen sein.<\/p>
WARUM K\u00d6NNEN DIE MINI-BRAINS DIE COVID-FORSCHUNG UNTERST\u00dcTZEN?<\/p>
Inzwischen gilt als erwiesen, dass SARS-CoV2 den K\u00f6rper auch neurologisch angreift. F\u00fcr Jens Schwamborn stellte diese Erkenntnis die Verbindung zu seiner eigenen Forschung mit OrganoTherapeutics dar – die von ihnen entwickelten Hirnorganoiden k\u00f6nnen hier ansetzen und zur Forschung zu SARS-CoV2 genauso eingesetzt werden wie zur Parkinsonforschung. Hierzu m\u00fcssen anders als bei den Tests zu Parkinson gesunde Hautzellen entnommen und diese zu gesunden Stammzellen weiterentwickelt werden, aus denen sich dann zun\u00e4chst gesunde Mini-Gehirne generieren lassen. Diese werden schlie\u00dflich mit SARS-CoV2 infiziert und stellen so das Geschehen einer Covid-Infektion im neurologischen Bereich des menschlichen K\u00f6rpers dar. Aufgrund der Dringlichkeit dieses Projekts, welches von der luxemburgischen Regierung unterst\u00fctzt wird, arbeiteten OrganoTherapeutics hier mit dem Luxembourg Institute of Health (LIH) und DeepBioInsights in enger Kooperation zusammen, so Jens Schwamborn.<\/p>
WIE WERDEN DIE HIRNORGANOIDEN IM KAMPF GEGEN SARS-COV2 EINGESETZT?<\/p>
Die von OrganoTherapeutics in vitro erzeugten Mini-Gehirne werden am Luxembourg Insitute of Health mit SARS-CoV2 infiziert. Jens Schwamborn merkt hierzu an, dass dieser Schritt insbesondere deswegen vom LIH \u00fcbernommen wird, weil zum Umgang mit SARS-CoV2-Viren Labors mit besonders hoher biologischer Schutzstufe notwendig sind, um das Virus nicht unn\u00f6tigerweise weiter in Umlauf zu bringen und Menschen zu gef\u00e4hrden, die an ihm arbeiten. Deshalb werden die Hirnorganoiden nach der Infektion einer Behandlung unterzogen, die das Virus so inaktiviert, dass eine weitere Verbreitung damit nicht m\u00f6glich ist und OrganoTherapeutics weiter an den Mini-Gehirnen forschen kann, wie SARS-CoV2 ein Absterben der Nervenzellen und eine Reduzierung neuronaler Funktionen bewirkt. Zu diesem Schritt werden Hochdurchsatz-Mikroskope und leistungsstarke Computer-Cluster eingesetzt, verr\u00e4t Jens Schwamborn. Im Ergebnis soll festgestellt werden, welche genetischen Ver\u00e4nderungen durch Infektion mit SARS-CoV2 verursacht werden k\u00f6nnen.<\/p>
WAS IST DRUG REPURPOSING?<\/p>
Jens Schwamborn und OrganoTherapeutics haben ihr urspr\u00fcngliches Modell zur Erforschung von Parkinson mit Hirnorganoiden f\u00fcr die SARS-CoV2-Forschung erweitert. In einem zus\u00e4tzlichen Schritt geht es darum, M\u00f6glichkeiten zu testen, nach denen bereits f\u00fcr andere Krankheiten existierende Medikamente zur Behandlung von SARS-CoV2 umgenutzt werden k\u00f6nnen. Dies ist dann der Fall, wenn sie einen Wirkstoff beinhalten, der auch gegen das Covid-Virus eingesetzt werden kann. In einem solchen Fall, wo ein urspr\u00fcnglich f\u00fcr eine bestimmte Krankheit entwickeltes Medikament wirksam auch gegen eine andere Krankheit eingesetzt werden kann, spricht man von Drug Repurposing. Um diese M\u00f6glichkeiten zu testen, wird aufgrund der F\u00fclle von Medikamenten und Wirkstoffen ein Ansatz verwendet, der k\u00fcnstliche Intelligenz einsetzt. DeepBioInsights ist ein Unternehmen, dass sich diesem Ansatz widmet und daher ein wichtiger Kooperationspartner von Jens Schwamborn und OrganoTherapeutics<\/a> ist. Das von DeepBioInsights entwickelte Modell konnte bereits erfolgreich zum Beispiel bei der Suche nach Wirkstoffen gegen Alzheimer eingesetzt werden. F\u00fcr Jens Schwamborn entsteht durch diese Zusammenarbeit eine ideale Voraussetzung, dass auch am Hirnorganoid-Modell kurz- oder mittelfristig einige Molek\u00fcle benannt werden k\u00f6nnen, die dann experimentell als Wirkstoff gegen SARS-CoV2 eingesetzt werden k\u00f6nnen. Das Modell der k\u00fcnstlichen Intelligenz liefert Wirkstoff-Kandidaten, die an den Hirnorganoiden getestet und nach ihrer Wirksamkeit beurteilt werden. Nach Identifikation geeigneter Wirkstoffe k\u00f6nnen diese ggf. zur Behandlung von SARS-CoV2 umgenutzt werden,erkl\u00e4rt Jens Schwamborn.<\/p> OrganoTherapeutics use cutting-edge human-specific mini-brains for the discovery and development of effective drug candidates targeting Parkinson“s disease. We screen new molecules on our proprietary human-specific minibrains which represent a model mimicking faithfully the human Parkinson“s disease pathology. OrganoTherapeutics aims at developing new drug candidates against Parkinson“s disease which are tested in state-of-the art 3D patient models. OrganoTherapeutics has developed first own proprietary drug candidates and has access to attractive libraries for further screening.<\/p> Firmenkontakt<\/b><\/p> OrganoTherapeutics<\/p> Jens Schwamborn<\/p> Avenue des Hauts-Fourneaux 6A<\/p> 4365 Esch-sur-Alzette<\/p> +4917680774615<\/p> jens.schwamborn@organo-therapeutics.com<\/p>